王金華 金成浩

（吉林省水文水資源局延邊分局，吉林延吉133000）

1 流域概況

牡丹江是松花江右側(cè)的一條較大支流，發(fā)源于吉林省延邊朝鮮族自治州敦化市江源鎮(zhèn)牡丹嶺，由敦化市大山咀子鎮(zhèn)小山屯東流入黑龍江省境內(nèi)，吉林省境內(nèi)河長231.5 km，流域面積為1 0547 km2，主要支流有：沙河、黃泥河、珠爾多河等114條。

敦化水文分局水文站網(wǎng)分布廣泛、地處偏僻、交通通訊不便、基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)裝備相對(duì)落后，監(jiān)測方式為人員長期駐站觀測，信息采集大多為人工觀測和機(jī)械模擬紙質(zhì)記錄，水情報(bào)汛靠有線電話話傳和短波電臺(tái)無線傳輸，工作煩瑣，危險(xiǎn)性高，生產(chǎn)效率低，信息時(shí)效性差。為防汛預(yù)測預(yù)報(bào)分析帶來了較多的困難，建立流域內(nèi)水文自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)（以下簡稱系統(tǒng)），可以更及時(shí)、更準(zhǔn)確地獲得流域內(nèi)的水情信息，制定準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)方案，有利于合理科學(xué)預(yù)測牡丹江洪水過程，為防洪決策提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

2 水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)

敦化水文分局自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)在吉林省水文水資源局的大力支持下，由北京金水燕禹科技有限公司負(fù)責(zé)總體方案的設(shè)計(jì)和研制。系統(tǒng)符合水利部水文測報(bào)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范和國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)一期工程水情分中心初步設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的要求。系統(tǒng)由1個(gè)中心站、1個(gè)中繼站和4個(gè)監(jiān)測站組成。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)由信息采集傳輸子系統(tǒng)、信息處理子系統(tǒng)、信息發(fā)布子系統(tǒng)組成。

信息采集傳輸子系統(tǒng)負(fù)責(zé)流域的水雨情信息采集、傳輸。水雨情監(jiān)測站自動(dòng)采集水、雨情信息，經(jīng)超短波或衛(wèi)星等通信方式，按設(shè)定的傳輸機(jī)制自動(dòng)傳輸?shù)较到y(tǒng)中心站。

信息處理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)水文氣象信息的收集、處理；進(jìn)行實(shí)時(shí)水情預(yù)報(bào)、預(yù)報(bào)結(jié)果專家分析決策。

信息發(fā)布子系統(tǒng)負(fù)責(zé)水文氣象信息的發(fā)布。由多媒體顯示屏（LED屏）、觸摸屏、WEB信息、傳真、電話應(yīng)答等發(fā)布方式組成。

2.2 水情站網(wǎng)

系統(tǒng)共布設(shè)97個(gè)水情測報(bào)站，其中9個(gè)水文站、9個(gè)水位雨量站、2個(gè)水位站、76個(gè)雨量站、1個(gè)氣象站。

2.3 通信方案

系統(tǒng)采用超短波與衛(wèi)星、GSM相結(jié)合的混合通信組網(wǎng)方式，自報(bào)式工作體制。超短波通信中繼級(jí)數(shù)為3級(jí)（11個(gè)中繼站），超短波通信困難的測站采用衛(wèi)星通信或GSM通信，重要水情測站采用雙信道，組成了結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的通信網(wǎng)絡(luò)。

3 系統(tǒng)功能

3.1 數(shù)據(jù)收集功能

當(dāng)雨量每增加1 mm或水位變化1 cm時(shí)測站能自動(dòng)采集變化后的新數(shù)據(jù)，經(jīng)BCH編碼后自動(dòng)發(fā)送給中心站，或當(dāng)定時(shí)自報(bào)時(shí)刻到來時(shí)，測站將本站當(dāng)前值經(jīng)BCH編碼后自動(dòng)發(fā)送給中心站。兼容式測站能將本站水文參數(shù)當(dāng)前值經(jīng)BCH編碼后自動(dòng)發(fā)送給中心站。中心站能實(shí)時(shí)接收各測站發(fā)送來的自報(bào)數(shù)據(jù)、應(yīng)答數(shù)據(jù)和人工置數(shù)數(shù)據(jù)，能定時(shí)自動(dòng)巡測或人工隨機(jī)提取測站數(shù)據(jù)。

3.2 收數(shù)軟件功能

（1）實(shí)時(shí)收取手機(jī)和有線信道發(fā)回的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

（2）將收到的數(shù)據(jù)存入本地ACCESS數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器SQL SERVER數(shù)據(jù)庫。

（3）設(shè)置接收監(jiān)測測站地址表。

（4）遠(yuǎn)程設(shè)置監(jiān)測終端的工作參數(shù)。

（5）測試有線信道及調(diào)試。

（6）提供簡單的雨量報(bào)表。

（7）查詢修改本地?cái)?shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。測站對(duì)信源數(shù)據(jù)進(jìn)行BCH信道編碼，中心站對(duì)收到的編碼數(shù)據(jù)解碼、糾檢錯(cuò)、合理性判別、數(shù)據(jù)壓縮，并分類存儲(chǔ)、顯示、打印各類數(shù)據(jù)報(bào)表及過程線等。

3.3 實(shí)時(shí)整理軟件

（1）將從監(jiān)測終端傳送來的數(shù)據(jù)整理成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，為WEB處理軟件進(jìn)行各類查詢、報(bào)圖、報(bào)表及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示提供數(shù)據(jù)。

（2）定時(shí)編報(bào)：按規(guī)定的發(fā)報(bào)次數(shù)發(fā)報(bào)。

（3）維護(hù)數(shù)據(jù)庫：對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行創(chuàng)建、備份、恢復(fù)。

4 系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)

為保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，將本系統(tǒng)分成兩個(gè)子系統(tǒng)在不同的計(jì)算機(jī)（即接受機(jī)與服務(wù)器）上運(yùn)行。

4.1 收數(shù)軟件

該軟件安裝在接受機(jī)（既前置機(jī)）上。

接受機(jī)的串口1（COM1）必須與主信道（手機(jī)信道）相聯(lián)；串口3（COM3）必須與備用信道（電話線）相聯(lián)。為了數(shù)據(jù)不被丟失，以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的連續(xù)性及完整性，軟件必須是常開的。

4.2 實(shí)時(shí)整理軟件和WEB處理軟件

該軟件安裝在服務(wù)器上。

一般情況下實(shí)時(shí)整理軟件也應(yīng)該常開，使得WEB處理軟件中顯示的數(shù)據(jù)都是最新的。設(shè)備外表的灰塵及時(shí)擦除，使用外來軟盤要首先查毒，保證主機(jī)無病毒運(yùn)行。

4.3 提取固態(tài)存貯器軟件

該軟件安裝在任意一臺(tái)機(jī)器上。

如果是通過備用信道遠(yuǎn)程提取數(shù)據(jù)，則必須將這臺(tái)機(jī)器的串口與備用信道相聯(lián)；通過便攜式計(jì)算機(jī)在現(xiàn)場從監(jiān)測終端取數(shù)，則必須將這臺(tái)機(jī)器的串口與監(jiān)測終端相聯(lián)。該功能只需在提取RTU數(shù)據(jù)時(shí)運(yùn)行即可。

4.4 數(shù)據(jù)庫維護(hù)

系統(tǒng)運(yùn)行兩三年以后，由于數(shù)據(jù)信息量的增加而降低系統(tǒng)運(yùn)行速度，應(yīng)將原數(shù)據(jù)庫備份，再重新創(chuàng)建一個(gè)新數(shù)據(jù)庫。

4.5 注意防雷

長白山山區(qū)屬多雷區(qū)，各水文站曾數(shù)次遭到雷擊的破壞，因此必須特別注意防止雷電擊壞系統(tǒng)設(shè)備。應(yīng)經(jīng)常檢查同軸避雷器及天線、饋線之間的連接情況，測量信號(hào)傳輸線屏蔽層接地電阻是否符合要求。

4.6 電源供電檢查

中心站蓄電池15天檢查一次，中繼站和監(jiān)測站20天檢查一次。檢查蓄電池的電壓是否符合要求，是否需要充電或補(bǔ)充電解液。

5 系統(tǒng)應(yīng)用

系統(tǒng)自2008年6月1日投入運(yùn)行，經(jīng)歷了3個(gè)主汛期的運(yùn)行，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，經(jīng)歷了暴雨、洪水、雷電、高溫、低溫、大風(fēng)、中心停電、中繼站強(qiáng)干擾等惡劣環(huán)境的考驗(yàn)，系統(tǒng)總體運(yùn)行情況良好，系統(tǒng)功能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)投入運(yùn)行以來，系統(tǒng)全過程準(zhǔn)確及時(shí)的監(jiān)測雨水情，為確保牡丹江流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)沿江大壩的防洪度汛安全發(fā)揮了重要的作用。特別是在2010年7月28日，牡丹江流域暴雨洪水連續(xù)不斷，大山咀子水文連續(xù)出現(xiàn)了5個(gè)洪峰，最大洪峰沿江流量達(dá)14 500 m3/s，這場洪水歷時(shí)長，暴雨強(qiáng)度大，在惡劣的條件下，系統(tǒng)運(yùn)行一切正常，系統(tǒng)準(zhǔn)確及時(shí)地采集、傳輸流域內(nèi)各監(jiān)測站的實(shí)時(shí)水雨情信息，在這次抗洪搶險(xiǎn)過程中，系統(tǒng)準(zhǔn)確的水情信息與水文技術(shù)人員的實(shí)時(shí)水文預(yù)報(bào)，為政府領(lǐng)導(dǎo)制定正確的防洪決策措施，組織抗洪搶險(xiǎn)起到了極其關(guān)鍵的作用。

6 結(jié)語及建議

敦化水文分局下屬4個(gè)測站通過安裝水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)，極大地提高了實(shí)時(shí)水情的有效傳輸能力；系統(tǒng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性、穩(wěn)定性和安全性，系統(tǒng)功能齊全，建設(shè)成本低，本系統(tǒng)適用于水文站、專用站、遙測站、委托雨量站及其水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)建設(shè)。隨著推廣應(yīng)用必將有效地推動(dòng)吉林省水文水資源信息的科技進(jìn)步，在水文水資源監(jiān)測自動(dòng)化、現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮積極的作用。